سلسلة تغريدات سنتحدث فيها عن جهاز الهوائي، الـ antenna، المسؤول عن إرسال الرسائل لا سلكيًا من نقطة إلى أخرى. له أشكال و أنواع عديدة، يسمى أحيانا " أنتل " في السيارات..
#هندسة_كهربائية #هوائي
#هندسة_كهربائية #هوائي
و حتى نستوعب الأمر بالشكل الأمثل، يجب علينا أن نعود بالحديث عن معادلات ماكسويل الأربعة، و التي تنبأت بإمكانية إرسال الموجات الكهرومغناطيسية و استقبالها. بعدها بعقود، استطاع العالم هيرتز تأكيد ما جاءت به النظرية و طبق هذا بالمعمل.
أيضا تبين المعادلات إمكانية توليد المجال الكهربائي عن طريق مجال مغناطيسي متغير، و توليد المجال المغناطيسي أيضا عن طريق مجال كهربائي متغير!
في حال وجود جسيم يتغير الجهد الكهربائي عليه فإنه سيطلق موجات أو إشعاعات كهربائية متغيرة، وبسبب أنها متغيرة، ستكون هناك موجات مغناطيسية معامدة عليها أيضا، و هو ما يسمى بموجة كهرومغناطيسية. و كل الأجسام حتى الأجسام البشرية بإمكانها أن تشع موجات كهرومغناطيسية!
أيضا يجب علينا أن نعلم أن رسالة من أي نوع من الاتصال اللاسلكي و حتى السلكي أيضا ما هي إلا ذبذبات من الطاقة، يتفق المرسل و المستقبل على طريقة قراءتها، فبعد تحويل الرسالة الأصلية إلى قيم رقمية digitalأو تمثالية analog ترسل ثم تستقبل و تحول إلى الشكل القديم مجددا بالشكل المفهوم لنا.
بالصورة أمامنا شحنتين كهربائيتين مختلفتي الإشارة كل منهما بقيمة مماثلة للأخرى، و كل منهما يخلقان مجالا كهربائيا مبينا بالخطوط الخارجة من + و الداخلة إلى -
لاحظ هنا أن الشحنتين مستقرات بأمكانها، و لا يوجد مجال مغناطيسي، كل ما هناك مجال كهربائي!
لاحظ هنا أن الشحنتين مستقرات بأمكانها، و لا يوجد مجال مغناطيسي، كل ما هناك مجال كهربائي!
الآن بدأنا بتحريك الشحنات بحيث في ذات الاثناء تتبادل الشحنات أماكنهما تردديا ، حيث تبدأ بالاقتراب من بعضها إلى حين وصول المسافة إلى صفر، ثم تأخذ كل واحدة منها مكان الأخرى و تعود، و نعيد ذات الكرة من جديد. هذا التغيير المستمر خلق مجالا كهربائيا متغيرا، بالتالي مجال مغناطيسي أيضا!
و هذا ما جعل هذه الشحنتين تُشعان حولهما موجات كهرومغناطيسية مستمرة بزمن موجي قدره " ذات الزمن الذي قطعته شحنة منذ بدأت حركتها حتى أن عادت مكانها من جديد ". و من هذه القيمة نوجد قيمة التردد لهذه الموجات الكهرومغناطيسة الخارجة بالهيرتز، لاحظ بالرسم و هي خارجة!
في الصورة الهوائي المسمى بهوائي نصف موجة الأقطاب half dipole antenna،قمنا بتوصيل مصدر جهد متغير بموصلين،في الدورة الأولى له يكون قد خلق فرق جهد بين الطرفين أدى إلى تركز الشحنات الموجبة شمالا و السالبة يمينا، و في الدورة الأخرى العكس.
هذا كما أوضحنا سابقا،سينتج موجات كهرومغناطيسية
هذا كما أوضحنا سابقا،سينتج موجات كهرومغناطيسية
و حيث أن الهوائي الذي قمنا بصناعته مكون من موصلين اثنين، فإن الطول الموجي للموجة الخارجة سيكون ضعف طول المجموع لهما؛ فحتى تقطع الموجة موجة كاملة يجب أن تتحرك الشحنة من أقصى اليمين إلى أقصى اليسار و تعود مكانها مجددا.
هذا عن الهوائي المرسل من هذا النوع، ماذا عن المستقبل؟
المستقبل سيكون ذات التصميم، لكن الاختلاف الوحيد أن لا مصدر للجهد المتردد فيه، بل سيقرأ الموجات المسلطة عليه و يرسلها إلى القارئ الخاص بها استعدادا لتحويلها إلى الشكل الأصلي المفهوم. هذا النوع من الهوائيات يعد الأبسط.
المستقبل سيكون ذات التصميم، لكن الاختلاف الوحيد أن لا مصدر للجهد المتردد فيه، بل سيقرأ الموجات المسلطة عليه و يرسلها إلى القارئ الخاص بها استعدادا لتحويلها إلى الشكل الأصلي المفهوم. هذا النوع من الهوائيات يعد الأبسط.
في الصورة تلفاز قديم أعلاه هوائي مستقبل لالتقاط الموجات الكهرومغناطيسية، أحيانا كنا نستخدم بدلا منه معلاق الملابس المعدني بعد عكفه و جعل شكله كالهوائي إن لم يكن موجودا مع التلفاز، ذات المبدأ هو ذات العمل الذي شرحناه مسبقا!
هنا تجربة ملهمة لإحدى بلورات الكوارتز و التي تنتج جهدا ليس ثابتا، أي متغير، بالتالي موجة كهرومغناطيسية! حتى أنت القارئ لما تكتسب شحنة ساكنة بقيمة، فأنت لما كنت بجهد مساوي لصفر، ثم اكتسبت جهدا بقيمة، فأنت في الزمن الذي بينهما قد أشعيت موجة كهرومغناطيسية!
أيضًا معلومة ملهمة:
و حتى أيضا حينما تكون مكتسبا لشحنة ساكنة ثم تفرغها في عتبة الباب المعدنية، فأنت وقتها أيضًا قد أشعيت موجة كهرومغناطيسية!
نفهم من ذلك أن كل الأشياء بإمكانها أن تُشع الموجات، لكن من أيها نستطيع صنع اتصالٍ فعال؟
نفهم من ذلك أن كل الأشياء بإمكانها أن تُشع الموجات، لكن من أيها نستطيع صنع اتصالٍ فعال؟
جاري تحميل الاقتراحات...